JP6447697B2 - Development method, development device, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、露光後の基板の現像方法、現像装置及び当該現像装置に用いられる記憶媒体に関する。 The present invention relates to a method for developing a substrate after exposure, a developing device, and a storage medium used in the developing device.
半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、レジスト膜が形成され、所定のパターンに沿って露光された基板に対して、現像液が供給され、レジストパターンが形成される。この現像処理は、長尺な吐出口を備えたノズルを、前記吐出口から現像液を吐出しながら基板の一端から他端へ移動させて基板全体に液盛りしてパドルを形成する方式により行われる場合がある。基板を静止させた状態で液盛りをすることができるので、便宜上、この現像方式を静止現像方式と記載する。特許文献１には、この静止現像方式の一例について記載されている。また、現像処理としては、基板を回転させながらノズルを移動させて、現像液が供給される位置を回転する基板の半径上で移動させる方式がある。現像液の供給位置の移動と、遠心力の作用とにより、基板に現像液の液膜が形成され、当該液膜を構成する現像液が流動する。便宜上、この現像方式を回転現像方式と記載する。特許文献２に、この回転現像方式の一例が記載されている。
In a photolithography process in a semiconductor device manufacturing process, a resist film is formed, and a developing solution is supplied to a substrate exposed along a predetermined pattern to form a resist pattern. This development processing is performed by a method in which a nozzle having a long discharge port is moved from one end of the substrate to the other end while discharging the developer from the discharge port, and liquid is deposited on the entire substrate to form a paddle. May be. Since the liquid can be accumulated with the substrate stationary, this development method is referred to as a static development method for convenience. Patent Document 1 describes an example of this static development method. Further, as the development processing, there is a method in which the nozzle is moved while rotating the substrate, and the position where the developer is supplied is moved on the radius of the rotating substrate. Due to the movement of the supply position of the developer and the action of centrifugal force, a liquid film of the developer is formed on the substrate, and the developer constituting the liquid film flows. For convenience, this development method is referred to as a rotational development method.
基板としては、例えば円形の半導体ウエハ（以下ウエハと記載する）が用いられる。このウエハは大型化する傾向にあり、近年では４５０ｍｍの径を有するウエハを使用することが検討されている。上記の静止現像方式を用いる場合、ノズルの吐出口はウエハの直径をカバーするように構成する必要があるため、当該ノズルひいては当該ノズルを備える現像装置が大型化してしまう。また、この現像装置において、前記吐出口から吐出された現像液のうち、ウエハの外側に吐出されたものについては廃液となる。ウエハが大型化すれば、この廃液の量が多くなってしまう。つまり、１枚のウエハの処理に多量の現像液を使用することになる。また、レジストと反応した現像液はその濃度が低下して反応性が低下するが、前記パドルが静止した状態におかれることで、反応済みの現像液はパドル内の同じ場所に留まる。つまり、上記の静止現像方式では、現像処理に比較的長い時間を要してしまうおそれがある。 As the substrate, for example, a circular semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) is used. This wafer tends to increase in size, and in recent years, use of a wafer having a diameter of 450 mm has been studied. When the above static development method is used, it is necessary to configure the nozzle outlet so as to cover the diameter of the wafer, so that the developing device including the nozzle and the nozzle is increased in size. In the developing device, the developer discharged from the discharge port to the outside of the wafer becomes waste. If the wafer becomes larger, the amount of this waste liquid will increase. That is, a large amount of developer is used for processing one wafer. Further, the concentration of the developing solution that reacts with the resist is lowered and the reactivity is lowered. However, when the paddle is kept stationary, the reacted developing solution remains in the same place in the paddle. That is, in the above-described static development method, there is a possibility that a relatively long time is required for the development processing.
また、回転現像方式は、現像液吐出時にウエハが回転している。このウエハの回転によりウエハに吐出された現像液が液跳ねし、パーティクルとなってウエハを汚染するおそれがある。上記のようにウエハの径が大きくなれば、ウエハに供給する液量が多くなるので、前記液跳ねが起きるリスクが高くなる。また、特許文献３には、ノズルの下端を当該ノズルから供給した処理液に接液させ、基板を回転させて当該基板に液膜を形成する技術について記載されているが、上記の問題を解決できるものではない。
In the rotary development method, the wafer is rotated when the developer is discharged. Due to the rotation of the wafer, the developer discharged onto the wafer may splash and become particles and contaminate the wafer. If the diameter of the wafer is increased as described above, the amount of liquid supplied to the wafer increases, so that the risk of the liquid splash increases.
本発明はこのような事情においてなされたものであり、その目的は、露光後の基板に現像処理を行うにあたり、使用する現像液の量及び基板からの現像液の液跳ねを抑え、且つスループットを高くすることができる技術を提供することである。 The present invention has been made under such circumstances, and its purpose is to suppress the amount of developer used and the amount of developer splashing from the substrate, and to improve throughput when performing development processing on the substrate after exposure. To provide technology that can be expensive.
本発明の現像方法は、露光後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板の表面の中心部に近接するように当該基板に対向する円形の第１の対向面の配置と、前記基板の表面の周縁部に近接するように当該基板に対向する円形の第２の対向面の配置と、を各々行う工程と、
前記第１の対向面に開口する第１の吐出口から近接する前記基板の中心部への現像液の吐出と、前記第２の対向面に開口する第２の吐出口から近接する前記基板の周縁部への現像液の吐出と、を各々行う工程と、
前記現像液を吐出する第１の対向面を回転する前記基板に近接した状態で当該基板の周縁部に向けて移動させると共に、前記現像液を吐出する第２の対向面を当該回転する基板に近接した状態で当該基板の中心部に向けて移動させ、第１の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面と、第２の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面とを接合させて、基板の表面全体を現像液で被覆する被覆工程と、
前記基板の表面全体が現像液で被覆された後に、前記基板の回転及び当該基板への現像液の吐出を停止する工程と、
を含むことを特徴とする。
The developing method of the present invention comprises a step of holding the exposed substrate horizontally on a substrate holding part,
Arrangement of a circular first facing surface facing the substrate so as to be close to the center of the surface of the substrate, and circular second facing the substrate so as to be close to the peripheral edge of the surface of the substrate Each of the steps of arranging the opposing surface;
The developer is discharged to the central portion of the substrate adjacent to the first discharge port opening in the first facing surface, and the substrate adjacent to the second discharge port opening in the second facing surface. A step of performing each of discharge of the developer to the peripheral portion,
The first facing surface that discharges the developing solution is moved toward the peripheral edge of the substrate in a state of being close to the rotating substrate, and the second facing surface that discharges the developing solution is moved to the rotating substrate. The substrate is moved toward the center of the substrate in the close proximity, and is formed by the interface between the liquid film formed by the developer discharged from the first facing surface and the developer discharged from the second facing surface. A coating step of bonding the entire surface of the substrate with a developer,
Stopping the rotation of the substrate and the discharge of the developer onto the substrate after the entire surface of the substrate is coated with the developer;
It is characterized by including .
本発明によれば、基板に液溜まりを形成し、回転する基板の径方向に現像液ノズルを移動させてこの液溜まりを基板の全面に広げる。この液溜まりを広げることに並行して、液溜まりに接触する接触部を現像液ノズルと共に移動させる。そのようにすることで、基板の外側に無駄な現像液が供給されることを抑え、現像液の使用量を抑えることができる。また、現像液供給中に基板の回転数を高くする必要が無いので、現像液の液跳ねが発生することが抑えられる。また、前記接触部の表面張力により、回転する基板上の現像液が撹拌されることで、当該接触部に接触する領域において現像液の濃度が不均一になることが抑えられる。従って現像液と基板のレジストとの反応が低下することを防ぎ、スループットの低下を抑えることができる。 According to the present invention, a liquid reservoir is formed on the substrate, and the developer nozzle is moved in the radial direction of the rotating substrate to spread the liquid reservoir over the entire surface of the substrate. In parallel with expanding the liquid reservoir, the contact portion that contacts the liquid reservoir is moved together with the developer nozzle. By doing so, it is possible to suppress supply of useless developer to the outside of the substrate and to suppress the amount of developer used. Further, since it is not necessary to increase the number of rotations of the substrate during the supply of the developing solution, the occurrence of the splashing of the developing solution can be suppressed. Further, the developer on the rotating substrate is agitated by the surface tension of the contact portion, so that the concentration of the developer in the region in contact with the contact portion can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the reaction between the developing solution and the resist on the substrate from being lowered, and to suppress the reduction in throughput.
（第１の実施形態）
図１及び図２は本発明における第１の実施形態に係る現像装置１を示したものであり、レジスト膜がその表面に形成されたウエハＷが搬送されて処理される。前記レジスト膜は、所定のパターンに沿って露光されている。この現像装置１は基板保持部であるスピンチャック１１を備えており、スピンチャック１１は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して、ウエハＷを水平に保持する。またスピンチャック１１は、回転軸１２を介して下方に設けられた回転駆動部１３に接続されている。
(First embodiment)
1 and 2 show a developing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, in which a wafer W having a resist film formed thereon is transported and processed. The resist film is exposed along a predetermined pattern. The developing device 1 includes a
現像装置１には、スピンチャック１１に保持されたウエハＷを取り囲むようにカップ体２が設けられている。このカップ体２は、外カップ２１と内カップ２２とから成り、カップ体２の上方側は開口している。前記外カップ２１は上部側が四角形状であり、下部側が円筒状である。図中２３は、外カップ２１の下部側に設けられる段部であり、図中２４はこの段部２３に接続される昇降部である。前記内カップ２２は円筒状であり、上部側が内側に傾斜している。内カップ２２の下端面が前記外カップ２１の昇降時に段部２３と当接することによって、上方へ押し上げられる。ウエハＷから現像液を除去する際に、点線で示すようにカップ体２は上昇して、ウエハＷから飛散する液を受け止める。
The developing device 1 is provided with a
スピンチャック１１に保持されたウエハＷの下方側には円形板２５が設けられており、円形板２５の外側には縦断面形状が山形のガイド部材２６が、リング状に設けられている。前記ガイド部材２６は、ウエハＷよりこぼれ落ちた現像液や洗浄液を、円形板２５の外側に設けられる液受け部２７にガイドする。液受け部２７は、環状の凹部として構成される。図中２８は排液管であり、液受け部２７に接続されている。廃液管２８は廃液タンク（不図示）に接続され、その途中には気液分離器（不図示）が設けられ、排気と廃液の分離が行われる。１５は昇降機構であり、ピン１４を昇降させる。ピン１４の昇降により、図示しない基板搬送機構とスピンチャック１１との間でウエハＷを受け渡すことができる。
A circular plate 25 is provided on the lower side of the wafer W held by the
現像装置１は、現像液ノズル３１を備えている。この現像液ノズル３１は、ウエハＷに現像液を供給して液溜まりを形成すると共に、この液溜まりに旋回流を発生させる役割を有する。つまり、現像液ノズル３１は、ノズルの役割の他に旋回流発生機構の役割も果たす。図３は、現像液ノズル３１の縦断側面図である。また、図４、図５は、夫々現像液ノズル３１の上面図、下面図である。現像液ノズル３１は上下に長い円柱形状に構成され、その上面には凹部３２が設けられている。凹部３２の底面には、現像液ノズル３１の中心軸まわりに複数の開口部３３が開口している。各開口部３３は、当該現像液ノズル３１の下面３５の中央部に、垂直に開口した吐出口３６に接続されている。
The developing device 1 includes a
前記下面３５は円形であり、スピンチャック１１に載置されたウエハＷと平行するように形成されている。前記吐出口３６は現像液ノズル３１の中心軸上、つまり前記下面３５の中心部に開口している。下面３５の直径ｄ１は、ウエハＷの直径よりも小さい。ウエハＷの直径は、例えば４５０ｍｍであるが、これより小さい径のウエハＷを用いることもできる。ウエハＷの径が大きいほど、既述の現像液の消費量、液跳ね及びスループットの各問題に対して大きな改善効果が期待される。現像液ノズル３１の材質としては、後述するように表面張力によって現像液を撹拌できるように、例えば樹脂が用いられる。この樹脂としては、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられる。
The
前記凹部３２の底面から鉛直上方へ、現像液ノズル３１の中心軸に沿って軸３７が伸びており、当該軸３７の上端は回転機構３８に接続されている。回転機構３８により、現像液ノズル３１は前記中心軸まわりに回転（自転）できるように構成されている。つまり、現像液ノズル３１は、前記吐出口３６の周りに沿って回転する。前記凹部３２には、現像液供給管３９の下流端が開口し、当該現像液供給管３９から凹部３２へ供給された現像液は、吐出口３６からウエハＷに吐出される。現像液供給管３９の下流端は、回転機構３８に対して固定されている。図中３Ａは現像液の供給源であり、現像液供給管３９の上流端に接続されている。この現像液供給源３Ａはポンプやバルブなどを備え、後述の制御部１０からの制御信号に従って、現像液ノズル３１へ現像液を供給する。
A
ウエハＷに対して現像処理を行うときに、図３に示すように現像液ノズル３１の下面３５は、ウエハＷに近接して対向する。このとき、ウエハＷ表面と現像液ノズル３１の下面３５との距離ｄ２は、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍである。このように下面３５がウエハＷに近接した状態で吐出口３６からウエハＷに現像液が吐出されることで、現像液ノズル３１の下方には当該下面３５に接触した状態の液溜まり３０が形成される。
When the developing process is performed on the wafer W, the
このように液溜まり３０が形成された状態で、回転機構３８により現像液ノズル３１が前記中心軸周りに回転する。図６、図７は、このように現像液ノズル３１が回転するときの液溜まり３０の様子を示す側面図である。形成された液溜まり３０と現像液ノズル３１の下面３５との間には表面張力が働き、これら液溜まり３０と前記下面３５とは互いに引き合っている。現像液ノズル３１が回転すると、この表面張力により、液溜まり３０には当該液溜まり３０が回転する作用が加えられ、図６中矢印で示すように現像液ノズル３１の回転方向に沿った液流れ、即ち旋回流が発生する。図８では、上方から見た旋回流を示している。図８中、鎖線の矢印で現像液ノズル３１の回転方向を示し、実線の矢印で液溜まり３０における現像液の流れる方向を示している。
In the state where the
このように旋回流が発生することにより、現像液ノズル３１の下方では図７に矢印で示すように現像液が撹拌され、現像液の濃度の均一性が高くなる。つまり、ウエハＷ表面においてレジストと現像液とが反応し、それによってウエハＷ表面の現像液の濃度が低下しても、上記のように現像液が撹拌されているため、その濃度の低下した現像液はウエハＷ表面から離れ、レジストと未反応で濃度が高い現像液がウエハＷ表面に供給される。従って、現像液とレジストとの間における反応が促進される。また、ウエハＷの面内において前記現像液ノズル３１の下面３５の下方領域については、そのように現像液の濃度の均一性が高くなるので、均一性高くレジストと現像液との反応が進行する。即ち、レジストパターンのＣＤの均一性が高くなる。
As a result of the swirling flow, the developing solution is stirred below the developing
この現像装置１では、後述するように現像液ノズル３１を水平方向に移動させ、液溜まり３０をウエハＷの中心部から周縁部へ広げる。そして、この水平移動に並行してウエハＷを回転させる。これによって現像液ノズル３１の下面３５をウエハＷの表面全体を通過させ、ウエハＷ表面全体で現像液の撹拌を行う。前記現像液ノズル３１の下面３５の直径ｄ１、ウエハＷの回転数、現像液ノズルの３１の水平移動速度は、そのように現像液ノズル３１の下面３５がウエハＷ表面全体を通過できるように設定される。現像液ノズル３１の水平移動速度は、例えば１０ｍｍ／秒〜１００ｍｍ／秒である。下面３５の直径ｄ１は、例えば５０ｍｍ〜２００ｍｍである。ウエハＷの回転数は、ウエハＷに現像液を吐出したときに液跳ねを抑えるために１００ｒｐｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０ｒｐｍ〜５０ｒｐｍである。また、十分に現像液の撹拌を行うために、現像液ノズル３１の回転数は、例えば５０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍとする。
In the developing device 1, the
図２に戻って、現像装置１の説明を続ける。回転機構３８はアーム４１の先端に固定され、アーム４１の基端側は移動機構４２に接続される。移動機構４２によりアーム４１が昇降する。また、移動機構４２は水平に伸びるガイドレール４３に沿って移動し、現像液ノズル３１をスピンチャック１１に保持されたウエハＷの径に沿って移動させることができる。図中４４は、現像液ノズル３１の待機領域であり、カップ体２の外側に設けられている。
Returning to FIG. 2, the description of the developing device 1 will be continued. The
図１、２中４５は洗浄液ノズルであり、現像処理後、ウエハＷの洗浄処理を行うため、洗浄液（純水）をウエハＷに供給する。図１中４６は洗浄液供給源であり、ポンプやバルブなどを備え、制御部１０からの制御信号に従って前記洗浄液を洗浄液ノズル４５に供給する。図２中４７は洗浄液ノズル４５を支持するアームである。図中４８は移動機構であり、アーム４７を昇降させると共にガイドレール４９に沿って横方向に移動する。図中４０は、洗浄液ノズル４５の待機領域であり、カップ体２の外側に設けられている。
1 and 2,
現像装置１には、コンピュータからなる制御部１０が設けられる。制御部１０は、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述の作用で説明する現像処理が行われるように命令が組まれた、例えばソフトウエアからなるプログラムが格納される。このプログラムが制御部１０に読み出されることで、制御部１０は現像装置１の各部に制御信号を出力する。それによって、移動機構４２、４８による現像液ノズル３１、洗浄液ノズル４５の移動、回転機構３８による現像液ノズル３１の回転、現像液供給源３Ａ及び洗浄液供給源４６による現像液ノズル３１、洗浄液ノズル４５への現像液及び洗浄液の供給、スピンチャック１１によるウエハＷの回転、ピン１４の昇降などの各動作が制御され、後述のようにウエハＷに現像処理及び洗浄処理を行うことができる。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
The developing device 1 is provided with a
続いて、図９〜図１４の現像装置１の動作図を参照しながら、当該現像装置１を用いて行われる現像処理及び洗浄処理の手順について説明する。また、図１５のタイムチャートも適宜参照する。このタイムチャートでは、現像処理を開始してからの経過時間（処理時間）と、現像液ノズル３１の回転数及びウエハＷの回転数との関係を示している。実線のグラフが現像液ノズル３１の回転数、一点鎖線のグラフがウエハＷの回転数を夫々示す。また、このタイムチャートでは、現像液ノズル３１から現像液が吐出される期間、及び現像液を吐出する間に現像液ノズル３１が移動している期間を、各々バーにより示している。
Next, the procedure of the developing process and the cleaning process performed using the developing device 1 will be described with reference to the operation diagrams of the developing device 1 in FIGS. Reference is also made to the time chart of FIG. This time chart shows the relationship between the elapsed time (processing time) from the start of the development processing, the number of rotations of the
先ず、ウエハＷが図示しない基板搬送機構により現像装置１に搬送され、スピンチャック１１に保持されると、現像液ノズル３１が待機領域４４からウエハＷの中央部上へ移動し、図３で説明したようにその下面３５がウエハＷに近接するように下降する（図９）。続いて、現像液ノズル３１からウエハＷに現像液が供給されると共に現像液ノズル３１が平面視反時計回りに回転し（図１５のチャート中時刻ｔ１）、現像液ノズル３１の下面３５とウエハＷとの間に、当該下面３５に接するように、前記下面３５よりも大きい液溜まり３０が形成され、図６〜図８で説明したように液溜まり３０に旋回流が発生し、前記下面３５の下方の現像液が撹拌される（図１０）。
First, when the wafer W is transferred to the developing device 1 by a substrate transfer mechanism (not shown) and is held by the
現像液ノズル３１の回転数が上昇して所定の回転数になると、当該所定の回転数で現像液ノズル３１の回転が続けられる。然る後、ウエハＷが平面視反時計回りに回転し、回転数が上昇する。ウエハＷの回転数が例えば１０ｒｐｍに達すると、当該１０ｒｐｍでウエハＷの回転が続けられると共に、現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上へ向けて、ウエハＷの半径上をその表面に沿って、例えば１０ｍｍ／秒で移動開始する（時刻ｔ２）。これによって、液溜まり３０は前記現像液ノズル３１の下面３５に接した状態で、ウエハＷの周縁部へ向けて広げられる（図１１）。なお、現像液ノズル３１は、平面視時計回りに回転してもよい。ただし、各図１０、１１に示す例では、ウエハＷと現像液ノズル３１とが互いに逆方向に回転しているため、現像液ノズル３１の下方では現像液に作用する力が大きくなり、より確実に現像液の撹拌が行われ、現像液の濃度の均一性がより高くなる。
When the rotation speed of the
現像液ノズル３１は広がる液溜まり３０を追い越さないように、回転しながらウエハＷ上にて移動を続ける。そのように現像液ノズル３１が、液溜まり３０を追い越さないようにするのは、追い越しが起きるとすると、ウエハＷ表面で液溜まり３０が複数箇所形成される。即ちウエハＷ表面で現像液の液千切れが起きることになる。そうなると、各液溜まり３０が個別にウエハＷ表面を広がり、各液溜まり３０の界面同士が合わさる。すると、その影響を受けて当該箇所のレジストパターンのＣＤが、他の箇所におけるレジストパターンのＣＤと異なってしまうおそれがある。即ち、レジストパターンの面内のＣＤＵ（Critical Dimension Uniformity）が低下するおそれがある。そのため、前記追い越しが起きないように現像液ノズル３１の移動速度が設定される。
The
ウエハＷの周縁部へ向けて広げられる液溜まり３０の下方ではウエハＷ表面のレジスト膜と、当該液溜まり３０を構成する現像液との反応が進行する。この液溜まり３０のうち現像液ノズル３１の下方では、既述のように旋回流により現像液が撹拌され、現像液の濃度が均一化される。現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上に移動し、ウエハＷ全面が現像液に覆われると、現像液ノズル３１の移動が停止する（時刻ｔ３、図１２）。ところで、ウエハＷ全面（表面全体）とは、レジストパターンの形成領域全体の意味であり、例えばウエハＷの周縁部に前記形成領域が設けられていないウエハＷに対しては、ウエハＷの周縁部に現像液の液溜まりを形成しなくてもよい。図１２では、ウエハＷの周端よりも若干内側まで、液溜まり３０を形成した例を示しているが、ウエハＷの周端についても液溜まり３０に被覆されるようにしてもよい。
The reaction between the resist film on the surface of the wafer W and the developer constituting the
このように液溜まり３０がウエハＷ全面に形成されるまでに、既述したように現像液ノズル３１は、前記ウエハＷの全面を通過して現像液の撹拌を行う。図１６には、ウエハＷ表面から見た現像液ノズル３１の経路を示している。図中の点線は、現像液ノズル３１の吐出口３６の軌跡を示す。現像液ノズル３１の移動が停止した後、現像液ノズル３１の回転数及びウエハＷの回転数が低下し、これらの回転が停止する（時刻ｔ４）。例えば現像液ノズル３１の回転停止と同時に現像液ノズル３１からの現像液の供給が停止し、現像液ノズル３１は待機領域４４へと戻る。
As described above, the
ウエハＷ上に静止された液溜まり３０により、ウエハＷの表面全体でレジスト膜と現像液との反応がさらに進行した後（図１３）、洗浄液ノズル４５がウエハＷの中心部上に位置すると共に、ウエハＷが所定の回転数で回転する。ウエハＷの中心部上に洗浄液が吐出され、遠心力によりウエハＷの周縁部に広げられて、ウエハＷから現像液の液溜まり３０が除去される（図１４）。洗浄液の吐出が停止した後、ウエハＷの回転が続けられて洗浄液がウエハＷから振り切られ、ウエハＷが乾燥される。然る後、図示しない基板搬送機構により、ウエハＷは現像装置１から搬出される。
After the reaction between the resist film and the developer further proceeds on the entire surface of the wafer W due to the
この現像装置１によれば、現像液ノズル３１からウエハＷの中心部に現像液を吐出して、現像液ノズル３１に接するように現像液の液溜まり３０を形成すると共に、現像液ノズル３１を回転させることにより、この液溜まり３０に旋回流を発生させる。そして、現像液ノズル３１の回転及び現像液の吐出が続けられながら、現像液ノズル３１をウエハＷの周縁部上へと移動させると共にウエハＷを回転させることにより、ウエハＷの全面に現像液の液溜まり３０を広げている。現像液ノズル３１が周縁部上へ位置した後は、現像液の供給を停止し、ウエハＷの外側にこぼれ落ちる現像液の量を抑えることができる。従って、現像液の消費量を抑えることができる。また、ウエハＷの遠心力により、現像液をウエハＷ表面にて広げる必要が無いので、ウエハＷの回転数を低く抑えることができる。従って、吐出された現像液がウエハＷの回転によって跳ねることが抑えられるので、この液跳ねがパーティクルとなってウエハＷを汚染することが抑えられる。また、現像液ノズル３１の回転により、現像液ノズル３１の下方の現像液が撹拌されるので、未反応のレジストと未反応の現像液とが接触しやすくなり、前記レジストの反応が促進されるので、スループットの向上を図ることができる。
According to the developing device 1, the developer is discharged from the
ところで、背景技術の項目で説明した静止現像方式ではウエハＷ上に現像液のパドルを形成後、パドルの各部が環境による要因で揺らぐおそれがあり、ウエハＷの面内でＣＤがばらつくおそれがある。回転現像方式においてはウエハＷの回転により、ウエハＷ表面を現像液が撹拌されるので、前記揺らぎによるＣＤのばらつきは抑えられる。しかし、回転現像方式では、ウエハＷの径方向に沿って現像液を供給し、ウエハＷに供給された供給位置から離れた位置に現像液が流れ、流れる間にレジストに接触して現像液の濃度が変化する。つまり、現像液の液流れ方向におけるＣＤ分布が異なるおそれがある。しかしこの現像装置１によれば、現像液ノズル３１の下方に局所的に旋回流を発生させて現像液を撹拌し、現像液ノズル３１がウエハＷの表面全体を通過するようにウエハＷの回転と現像液ノズル３１との移動とを行っている。従って、前記回転現像方式のように、液流れによるウエハＷ面内での現像液の濃度のばらつきが無く、当該面内にて均一性高くレジストと現像液との反応が起こる。つまり、現像装置１の現像方式によれば、静止現像方式及び回転現像方式に比べて、ウエハＷ面内におけるＣＤの均一性（ＣＤＵ）を、より高くすることができる。
By the way, in the static development method described in the section of the background art, after forming the developer paddle on the wafer W, each part of the paddle may be fluctuated due to environmental factors, and the CD may vary within the surface of the wafer W. . In the rotary development method, the developer is stirred on the surface of the wafer W by the rotation of the wafer W, so that CD variation due to the fluctuation can be suppressed. However, in the rotary development method, the developer is supplied along the radial direction of the wafer W, and the developer flows to a position away from the supply position supplied to the wafer W. The concentration changes. That is, the CD distribution in the liquid flow direction of the developer may be different. However, according to the developing device 1, a swirling flow is locally generated below the
また、例えばウエハＷに水に対する接触角が比較的高いレジスト膜が成膜され、このレジストが液浸露光により露光されているものとする。即ち、未露光部については前記接触角が高い状態のまま現像処理を行うものとする。このウエハＷを静止現像方式により現像すると、未露光部の前記接触角が高いまま処理が進み、現像後、洗浄液（純水）が供給されたときに当該未露光部の撥水性によって、液ちぎれが起きてしまうおそれがある。しかし、この現像装置１によれば液溜まり３０がウエハＷの周縁部へ広げられるにあたり、現像液が撹拌されることにより、レジストの溶解生成物が未露光部へと広げられる。そして、前記未露光部が前記溶解生成物に接することで親水化される。そのため、未露光部における洗浄液の液ちぎれが発生することが抑えられるので、現像欠陥の発生を抑えることができる。また、現像液が撹拌されることにより、溶解生成物が現像液に掻き出されるため、当該溶解生成物が残渣としてレジストパターン上に残り、パターンの開口不良としての現像欠陥となることが抑制される。
In addition, for example, a resist film having a relatively high contact angle with water is formed on the wafer W, and this resist is exposed by immersion exposure. That is, the unexposed portion is subjected to development processing with the contact angle being high. When the wafer W is developed by the static development method, the processing proceeds with the contact angle of the unexposed portion being high, and the liquid is separated due to the water repellency of the unexposed portion when the cleaning liquid (pure water) is supplied after the development. May occur. However, according to the developing device 1, when the
また、現像装置１による上記の現像手法によれば、ウエハＷ上の現像液ノズル３１の各位置における当該現像液ノズル３１の回転数、及び／または現像液ノズル３１の移動速度を調整することで、ウエハＷ面内のＣＤ分布を調整することができる。このように少ないパラメータで前記ＣＤ分布を調整できるので、ウエハＷの面内でＣＤの均一性を高くするために、現像装置１の調整に要する時間が少なくて済む。
Further, according to the above developing method by the developing device 1, by adjusting the rotation speed of the developing
第１の実施形態の変形例である現像処理について説明する。図１７は、この変形例におけるタイムチャートを示しており、図１５で説明したタイムチャートとは現像液ノズル３１の回転数の制御について異なっている。この変形例では、現像液ノズル３１がウエハＷの中心部上から周縁部上に向けて移動するにつれて、次第にその回転数が上昇する。そして、周縁部上に位置した後も所定の時間、前記回転数は上昇を続ける。然る後、回転数が低下して、現像液ノズル３１の回転が停止する。このような差異を除いて、第１の実施形態と同様に現像装置１の各部の動作が制御される。
A development process that is a modification of the first embodiment will be described. FIG. 17 shows a time chart in this modified example, which is different from the time chart described in FIG. 15 in controlling the rotation speed of the
液溜まり３０を中心部から周縁部へ向けて広げているので、現像液に接する時間がウエハＷの周縁部に向かうほど短い。従って、前記変形例では、現像液ノズル３１が周縁部側に向かうほど、その回転数が高くなるように制御して現像液の撹拌を促進し、現像液とレジストとの反応性が高くなるようにしている。このように回転数を制御することによって、ウエハＷの面内におけるＣＤの均一性が、より高くなるようにしている。
Since the
第１の実施形態では液溜まり３０をウエハＷの中心部から周縁部に広げるために、ウエハＷの回転を行っているが、そのように回転を行わなくてもよい。例えば、現像液ノズル３１の下面３５を、ウエハＷと同じかそれよりも大きく形成し、下面３５をウエハＷに近接させる。下面３５の吐出口３６はウエハＷの中心部上に位置させる。そして、現像液ノズル３１から現像液を供給し、現像液ノズル３１を回転させる。現像液ノズル３１の横方向の移動は行わないものとする。これによって、液溜まり３０は旋回流を形成しながら、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて広げられ、ウエハＷ表面全体で現像液が撹拌される。ところで現像液ノズル３１が回転すると、下面３５の下方の液流れに沿って、下面３５よりも若干外側の領域にも液流れが発生し、旋回流が形成される。そのため、上記のようにウエハＷの回転及び現像液ノズル３１の横方向の移動を行わずに旋回流を形成する場合、現像液ノズル３１の下面３５の大きさは、ウエハＷ表面の大きさより若干小さく形成してもよい。
In the first embodiment, the wafer W is rotated in order to expand the
基板としては円形のものに限られず、角型の基板をこの現像装置１により処理してもよい。なお、上記の例では現像液の液溜まりをウエハＷに形成しているが、このようにウエハＷに供給される処理液としては現像液に限られず、前記洗浄液を現像液と同様にウエハＷに液盛りして、ウエハＷを洗浄してもよい。 The substrate is not limited to a circular substrate, and a square substrate may be processed by the developing device 1. In the above example, the liquid reservoir of the developer is formed on the wafer W. However, the processing liquid supplied to the wafer W is not limited to the developer, and the cleaning liquid is used in the same manner as the developer. Alternatively, the wafer W may be washed in a liquid.
上記の第１の実施形態において、現像液ノズル３１をウエハＷの中央部上から周縁部上へ向けて移動させる代わりに、現像液ノズル３１を周縁部上から中心部上へ移動させてもよい。この移動中においては、第１の実施の形態と同じく現像液ノズル３１の回転、現像液の吐出、ウエハＷの回転を行う。つまり、ウエハＷの周縁部から中心部へ向けて現像液の液溜まり３０を広げると共に、液溜まり３０に旋回流を形成する。ただし、このように液溜まり３０を広げると、ウエハＷの中心部にて、ウエハＷ表面を広がった現像液の界面同士が接触し、現像液が合流することになる。このように現像液が合流することで、上記のようにウエハＷの面内におけるＣＤＵが低下するおそれがあるため、液溜まり３０はウエハＷの中心部から周縁部へ向けて広げることが好ましい。
In the first embodiment, instead of moving the
また、上記の例では現像液ノズル３１のウエハＷの径方向に沿った移動と、ウエハＷの回転とを互いに並行して行って、液溜まり３０をウエハＷの全面に形成しているが、このように液溜まり３０を形成することに限られない。例えば、ウエハＷを静止させた状態で、現像液ノズル３１を既述のようにウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させ、ウエハＷの径方向に沿って現像液を液盛りする。然る後、ウエハＷを回転させ、遠心力によりウエハＷ表面で現像液を流動させ、ウエハＷ全体が現像液に被覆されるようにしてもよい。このように処理を行っても、現像液の使用量削減、現像液の液跳ねの低下、前記現像液の流動による反応の促進を図ることができる。ただし、ウエハＷ面内でＣＤＵを高くするために、上記のようにウエハＷの回転と、現像液ノズル３１の移動とを並行して行うことが有効である。
In the above example, the movement of the
（第２の実施形態）
続いて第２の実施形態について、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。図１８に第２の実施形態で用いられる現像装置５の平面図を示している。この現像装置５の現像装置１との差異点としては、現像液ノズル３１が２つ設けられている点である。そして、現像液供給管３９、アーム４１、移動機構４２、ガイドレール４３及び待機領域４４については、現像液ノズル３１毎に設けられている。これによって、回転、現像液の吐出、及びウエハＷの径方向上における移動について、各現像液ノズル３１で独立して行うことができる。説明の便宜上、これらの現像液ノズル３１を、第１の現像液ノズル３１Ａ、第２の現像液ノズル３１Ｂとして示す。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. FIG. 18 shows a plan view of the developing
続いて、第２の実施形態の現像処理について、図１９〜図２２の現像装置５の動作図と、図２３のタイムチャートを参照しながら説明する。この図２３のタイムチャートは、図１５と同様に、ウエハＷの回転数、現像液ノズルの回転数、現像液を吐出する期間及び現像液ノズルが移動する期間を示しており、第１の現像液ノズル３１Ａの回転数の変化を実線のグラフで、第２の現像液ノズル３１Ｂの回転数の変化を二点鎖線のグラフで夫々示している。
Next, the development processing of the second embodiment will be described with reference to the operation diagrams of the developing
先ず、静止したウエハＷの中心部上に第１の現像液ノズル３１Ａが位置し、第１の実施形態と同様にウエハＷに近接する（図１９）。また、便宜上、図示は省略しているが、第２の現像液ノズル３１Ｂが、ウエハＷの直径上における中心部と周縁部との間の所定の位置（便宜上、中間部とする）の上方で待機する。前記第１の現像液ノズル３１Ａが平面視反時計回りに回転すると共に、当該第１の現像液ノズル３１Ａから現像液が吐出され（図２３のタイムチャート中、時刻ｓ１）、第１の現像液ノズル３１Ａの下方に液溜まり３０が形成されると共に、液溜まり３０に旋回流が発生する（図２０）。
First, the
平面視時計回りにウエハＷの回転が開始され、所定の回転数に達すると、第１の現像液ノズル３１ＡがウエハＷの周縁部上へ向けて移動し（時刻ｓ２）、液溜まり３０がウエハＷの周縁部に広げられる。その後、第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの前記中間部に近接するように下降し、第１の現像液ノズル３１Ａによって形成された液溜まり３０上に位置する。第２の現像液ノズル３１Ｂが平面視反時計回りに回転すると共に当該第２の現像液ノズル３１Ｂから現像液が吐出される（図２１、時刻ｓ３）。これによって、第２の現像液ノズル３１Ｂの下方においても液溜まり３０に旋回流が形成される。また、第２の現像液ノズル３１Ｂは、前記回転及び現像液の吐出を行うと同時に、第１の現像液ノズル３１Ａの移動方向とは逆方向に、ウエハＷの半径上をウエハＷの周縁部に向かって移動する。
When the rotation of the wafer W is started clockwise in plan view and reaches a predetermined number of rotations, the
第１及び第２の現像液ノズル３１Ａ、３１ＢがウエハＷの周縁部に向かって移動を続け、周縁部上に到達して液溜まり３０がウエハＷ全面に形成されると、これら現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの移動が停止する（図２２、時刻ｓ４）。その後、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転数が低下し、回転が停止すると共に当該現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂからの現像液の吐出が停止する（時刻ｓ５）。このように現像液の吐出を停止するまでに、第１の現像液ノズル３１Ａは、第１の実施形態の現像液ノズル３１と同様に、ウエハＷの全面を通過する。各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂからの現像液の吐出停止後は、第１の実施形態と同様に現像液の液溜まり３０により、レジストの反応が進行し、時刻ｓ５から所定の時間経過後に、ウエハＷの回転及び洗浄液の供給が行われて、現像液がウエハＷから除去される。
When the first and
この第２の実施形態においては、上記のようにウエハＷの中心部は、現像液ノズル３１Ａにより現像液の撹拌が行われ、ウエハＷの前記中間部から周縁部に至るまでは、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂにより現像液の撹拌が行われる。つまり、第２の現像液ノズル３１Ｂは、中間部から周縁部に至る領域で、第１の現像液ノズル３１Ａによる液溜まり３０の撹拌作用を補助するために設けられている。このように処理を行うことで、中間部から周縁部に至る領域で前記現像液の撹拌を促進して、現像液濃度の均一性を高めることができる。それによって、ウエハＷの面内におけるレジストパターンのＣＤの均一性を、より確実に高くすることができる。特に、ウエハＷが大型であると、第１の実施形態で説明した液溜まり３０の流れに従ってウエハＷの周縁部側に流れ出す溶解生成物の量が多くなり、現像液の濃度の均一性を高くし難くなるおそれがあるため、このように各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂを用いて撹拌をすることが有効である。
In the second embodiment, as described above, at the central portion of the wafer W, the developer is stirred by the
図２４には、第２の実施形態の変形例のタイムチャートを示している。図２３のタイムチャートとの差異点は、第１の実施形態の変形例と同様に、現像液ノズル３１の回転数を、ウエハＷの周縁部に向かうにつれて上昇させていることである。この例では第１及び第２の現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂ共に回転数を上昇させているが、いずれか一方のみを上昇させるようにしてもよい。
FIG. 24 shows a time chart of a modified example of the second embodiment. The difference from the time chart of FIG. 23 is that the rotational speed of the
上記の例では、第１の現像液ノズル３１Ａと第２の現像液ノズル３１Ｂとは、同じ方向に回転しているが、互いに逆方向に回転するようにしてもよい。現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転数については、例えば５０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍである。互いに同じ回転数に設定してもよいし、異なる回転数に設定してもよい。また、第２の現像液ノズル３１Ｂの下面３５と、第１の現像液ノズル３１Ａの下面３５とは同じ大きさに構成してもよいし、互いに異なる大きさに構成してもよい。異なる大きさに構成する場合、第２の現像液ノズル３１Ｂは、第１の現像液ノズル３１Ａの撹拌を補助する目的から、例えば第２の現像液ノズル３１Ｂの下面３５は、第１の現像液ノズル３１Ａの下面３５よりも小さく構成される。また、第２の現像液ノズル３１Ｂについては現像液の吐出を行わず、回転による撹拌のみを行うようにしてもよい。
In the above example, the
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態においては、第２の実施形態で説明した現像装置５が用いられる。第３の実施形態の現像処理について、図２５〜図２８の現像装置５の動作図を参照しながら説明する。また、この第３の実施形態の現像処理におけるウエハＷの回転数、各現像液ノズルの回転数、現像液の吐出期間及び各現像液ノズルの移動期間を、第２の実施形態と同様に、図２９のタイムチャートに示している。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the developing
ウエハＷの中心部上に第１の現像液ノズル３１Ａが、ウエハＷの周縁部上に第２の現像液ノズル３１Ｂが夫々位置し、ウエハＷに近接するように下降する（図２５）。第１の現像液ノズル３１Ａ及び第２の現像液ノズル３１Ｂから現像液が夫々吐出されると共にこれらの現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂが平面視反時計回りに回転し、各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの下方に液溜まり３０が各々形成されると共に、各液溜まり３０に旋回流が形成される（図２６、図２９のチャート中、時刻ｖ１）。ウエハＷが平面視時計回りに回転を開始して所定の回転数になると、第１の現像液ノズル３１ＡはウエハＷの周縁部側に、第２の現像液ノズル３１ＢはウエハＷの中心部側に、互いに同じ方向に移動する（時刻ｖ２）。
The
第１の現像液ノズル３１Ａ、第２の現像液ノズル３１Ｂにより夫々形成された液溜まり３０は、各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの移動によりウエハＷ表面を広げられ（図２７）、互いにその界面同士が合わさり、ウエハＷ全体が液溜まり３０に被覆される。その間、他の実施形態と同様に現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの下方では旋回流により、現像液が撹拌される。第１の現像液ノズル３１Ａ、第２の現像液ノズル３１Ｂが夫々ウエハＷの中間部に位置すると、これらの現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの移動が停止する（時刻ｖ３、図２８）。然る後、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転が停止すると共に各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂから現像液の吐出が停止する（時刻ｖ４）。現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転が開始してから停止するまでに、ウエハＷの全面は、第１の現像液ノズル３１Ａの下方か第２の現像液ノズル３１Ｂの下方の少なくともいずれかを通過する。これによって、ウエハＷ全面で現像液の撹拌が行われる。
The
この第３の実施形態によれば、第１の現像液ノズル３１Ａ、第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの面内の互いに異なる領域に、互いに並行して液溜まり３０を形成し、当該液溜まり３０を広げると共に、各液溜まり３０に旋回流を発生させる。従って、ウエハＷ全面に速やかに液溜まり３０を形成すると共にウエハＷ全面で現像液の撹拌を行うことができる。結果として現像処理に要する時間を、より短くすることができるという効果がある。ただし、上記のようにウエハＷ上で現像液の界面同士が合わさると、ＣＤＵが低下するおそれがあることから、当該ＣＤＵを高くするためには第１の実施形態及び第２の実施形態のように処理を行うことが好ましい。
According to the third embodiment, the
図３０には、第３の実施形態の変形例のタイムチャートを示している。図２９
のタイムチャートとの差異点は、第１の現像液ノズル３１Ａの回転数を、当該第１の現像液ノズル３１ＡがウエハＷの中心部上から中間部上へ移動するにつれて上昇させていること、第２の現像液ノズル３１Ｂの回転数を、当該第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの周縁部上から中間部上へ移動するにつれて上昇させていることである。この第３の実施形態では中間部に向かって液溜まり３０が広がるので、当該中間部に向かうほど現像液とレジストとの接触時間が短い。そのため、この図３０のタイムチャートで示すように現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転数を制御して、ウエハＷ面内におけるＣＤＵの向上を図っている。この第３の実施形態においても、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転方向及び回転数は、互いに異なっていてもよい。各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの下面３５の大きさも互いに異なっていてもよい。
FIG. 30 shows a time chart of a modified example of the third embodiment. FIG.
The difference from this time chart is that the rotation speed of the
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態においては第１の実施形態で説明した現像装置１が用いられる。第４の実施形態の現像処理について、第１の実施形態の現像処理との差異点を中心に、図３１〜図３４の工程図を参照しながら説明する。また、この第４の実施形態のタイムチャートである図３５も適宜参照する。
(Fourth embodiment)
Subsequently, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the developing device 1 described in the first embodiment is used. The development processing of the fourth embodiment will be described with reference to the process diagrams of FIGS. 31 to 34, focusing on the differences from the development processing of the first embodiment. Also, refer to FIG. 35, which is a time chart of the fourth embodiment, as appropriate.
第１の実施形態と同様にウエハＷの中心部上に現像液ノズル３１が近接し、現像液が吐出されて液溜まり３０が形成されると共に、現像液ノズル３１の回転により液溜まり３０に旋回流が形成される（図３１、図３５のチャート中、時刻ｘ１）。ウエハＷが回転し、現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上に向けて移動して（時刻ｘ２）、液溜まり３０がウエハＷの周縁部へ広げられる（図３２）。ウエハＷの周縁部上に現像液ノズル３１が位置し、液溜まり３０がウエハＷ全体に広げられると、現像液ノズル３１からの現像液の吐出が停止し（時刻ｘ３）、現像液ノズル３１が回転を続けながらウエハＷの中心部上へ向かって移動する（図３３）。これによって、引き続き液溜まり３０には旋回流が形成される。現像液ノズル３１が、ウエハＷの中心部上に位置すると（図３４）、現像液ノズル３１の回転及びウエハＷの回転が停止する（時刻ｘ４）。そして、例えばウエハＷの回転が停止すると略同時に、洗浄液ノズル４５より洗浄液を供給してウエハＷを洗浄する。
As in the first embodiment, the
上記のように現像液ノズル３１をウエハＷの中心部上と周縁部上との間で往復移動させることにより、ウエハＷの全面の各部は２回、現像液ノズル３１の下方を通過し、当該各部の現像液が撹拌される。従って、この第４の実施形態によれば、第１の実施形態よりもさらに、現像液とレジストとの反応を促進することができる。結果として、現像液ノズル３１の回転を停止させてから、洗浄液ノズル４５により洗浄液を吐出するまでの時間は、第１の実施形態よりも短く設定することができる。この第４の実施形態によれば、第１の実施形態よりもさらにスループットの向上を図ることができる。
By reciprocating the
図３６には、第４の実施形態の変形例のタイムチャートを示している。図３６のタイムチャートとの差異点は、現像液ノズル３１の回転数を、当該現像液ノズル３１がウエハＷの中心部上から周縁部上に移動するにつれて上昇させ、周縁部上から中心部上に移動するにつれて低下させていることである。これは、第１の実施形態の変形例で説明したように、ウエハＷの周縁部に向かうほど、現像液とレジストとの接触時間が短いため、当該周縁部における現像液とレジストとの反応を促進させるためである。
FIG. 36 shows a time chart of a modified example of the fourth embodiment. 36 differs from the time chart of FIG. 36 in that the rotation speed of the
また、上記の各例では現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上に位置した後は、現像液の消費量を抑えるため当該現像液の吐出を停止させているが、現像液ノズルを中心部上へ移動させるときにも現像液を吐出してもよい。また、ウエハＷの中心部上と周縁部上との間における回転する現像液ノズル３１の移動回数は、上記の例に限られず、上記の例よりも多く行ってもよい。つまり、例えば上記の例で、現像液ノズル３１が、ウエハＷの中心部上に戻った後、再度前記現像液ノズル３１をウエハＷの周縁部上に移動させてもよい。
In each of the above examples, after the
また、ウエハＷの周縁部上にて現像液の吐出を開始して、ウエハＷの中心部上へ移動させた後、ウエハＷの周縁部上へ戻るように、現像液ノズル３１をウエハＷ上で往復移動させてもよい。ただし、第１の実施形態で説明したように、ＣＤＵを高くするために、上記の例のようにウエハＷの中心部上にて吐出を開始することが好ましい。
Further, the discharge of the developing solution is started on the peripheral portion of the wafer W, moved to the central portion of the wafer W, and then returned to the peripheral portion of the wafer W so that the developing
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態において用いられる現像装置は、第１の実施形態で説明した現像装置１と略同様に構成されているが、差異点として、現像液のウエハＷにおける広がりを規制するための規制部材５１が設けられている。図３７、図３８に規制部材５１について示している。この規制部材５１は、液溜まり３０を広げるために現像液ノズル３１が移動するときの当該現像液ノズル３１の進行方向に、現像液ノズル３１に対して離れるように設けられる。現像液ノズル３１を移動させるときに、その現像液ノズル３１が移動する勢いで液溜まり３０を構成する現像液が、前記進行方向へ流れ出しても、このように進行方向に設けた規制部材５１により液流れを規制する。
(Fifth embodiment)
Subsequently, a fifth embodiment will be described. The developing device used in the fifth embodiment is configured in substantially the same manner as the developing device 1 described in the first embodiment. However, as a difference, the developing device is restricted from spreading on the wafer W. A regulating
規制部材５１は、この例では平面視円弧状に形成されている。規制部材５１の表面は、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの材質により構成される。図中５２は支持部であり、回転機構３８に対して規制部材５１を支持している。従って規制部材５１は、アーム４１の移動により現像液ノズル３１と共に移動する。
In this example, the regulating
現像液ノズル３１により液溜まり３０が形成されるときに、規制部材５１はウエハＷの表面から上方に若干離れるように設けられる。液溜まり３０がウエハＷ表面を広がり、規制部材５１の下方に流れこんでも、この規制部材５１に接触して、表面張力により規制部材５１に引きつけられ、規制部材５１の外側に流れ出すことが防がれる。
When the
第５の実施形態の現像処理について、図３９〜図４１の現像装置の動作図を参照しながら説明する。また、この第５の実施形態においては、例えば第１の実施形態の図１５のタイムチャートで説明したように、現像装置の各部の動作が制御される。つまり、第１の実施形態と同様に、ウエハＷの中心部上に現像液ノズル３１が近接し、現像液が吐出されて液溜まり３０が形成されると共に現像液ノズル３１が回転する。それによって当該液溜まり３０に旋回流が形成される（図３９）。
The development processing of the fifth embodiment will be described with reference to the operation diagrams of the developing device of FIGS. In the fifth embodiment, for example, as described with reference to the time chart of FIG. 15 of the first embodiment, the operation of each unit of the developing device is controlled. That is, as in the first embodiment, the
規制部材５１により液溜まり３０が現像液ノズル３１の進行方向に、過度にウエハＷ面内を広がることが抑えられた状態となる。この状態で、現像液ノズル３１の移動により当該液溜まり３０は、ウエハＷの周縁部に広げられる（図４０）。現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部に移動し、液溜まり３０がウエハＷの全面に広げられ、現像液ノズル３１の回転及びウエハＷの回転が停止する（図４１）。
The restricting
このように規制部材５１を設けることで、液溜まり３０を構成する現像液が、ウエハＷの外側にこぼれ落ちることが防がれる。従って、現像液の使用量をより確実に抑えることができる。この第５の実施形態において、図１７に示した第１の実施形態の変形例と同様に、現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部に向けて移動するに従って、現像液ノズル３１の回転数を上昇させるようにしてもよい。また、規制部材５１はウエハＷの外側への現像液の液流れを規制することができればよく、形状は円弧状にすることに限られない。例えば、平面視直線状に形成してもよい。
Providing the regulating
また、規制部材５１は現像液ノズル３１と共に移動しなくてもよい。例えば現像液ノズル３１の移動機構４２とは、別個の移動機構に規制部材５１が接続されるようにする。そして、ウエハＷの処理時には、規制部材５１がウエハＷの外方からウエハＷの周縁部上へ移動して、当該周縁部上で静止するように装置を構成してもよい。
Further, the regulating
（他のノズルの構成例）
各実施形態で使用される現像液ノズルとしては、上記の現像液ノズル３１に限られない。現像液ノズルの他の構成例について説明する。図４２は現像液ノズル６１の側面、図４３は現像液ノズル６１の下面３５を夫々示している。現像液ノズル６１における現像液ノズル３１との差異点を説明すると、この現像液ノズル６１の下端部は拡径され、現像液ノズル３１よりも広い範囲で旋回流を形成することができる。
(Configuration example of other nozzles)
The developer nozzle used in each embodiment is not limited to the
前記現像液ノズル６１の下面３５は、平坦に構成されているが、このように構成することには限られない。図４４、４５は、夫々現像液ノズル６２の側面図、下面図である。この現像液ノズル６２は、現像液ノズル６１と略同様に構成されているが、差異点として下面３５に突起６３が設けられている。この突起６３は、下面３５の周方向に間隔をおいて複数設けられ、下面３５の周縁部から中心部側に向かうように、平面視円弧状に形成されている。現像液ノズル６２が回転するときには、突起６３により下面３５の中心部へ向かうように現像液の液流れが形成され、撹拌が助長される。図４５中、前記液流れを点線の矢印で表示している。また、このように現像液が中心部に向かうように流れることで、現像液ノズル６２の回転時において、現像液が現像液ノズル６２の外方に流れるように移動することが抑えられる。つまり、吐出口３６から吐出された現像液は、比較的長い時間、現像液ノズル６２の下方に保持される。従って、当該現像液ノズル６２の下方においてより確実に現像液を撹拌し、その濃度の均一性を高くすることができる。
The
下面３５の中心部へ向けて現像液の液流れを形成するためには、突起６３を設ける代わりに溝を設けてもよい。図４６、４７では、複数の溝６４を設けた現像液ノズル６２の側面図、下面図を夫々示している。溝６４は、突起６３と同じく、下面３５の周縁部から中心部側に向かう円弧状に形成されている。
In order to form the developer flow toward the center of the
図４８、図４９は、夫々現像液ノズル６５の縦断側面図、下面図である。現像液ノズル６５は、現像液ノズル６１と略同様に構成されているが、差異点としてその下面３５には多数の吐出口６６が間隔をおいて設けられ、シャワー状に現像液がウエハＷに供給される。現像液ノズル６５に供給された現像液は、各吐出口６６から分散してウエハＷに吐出されるので、ウエハＷに対する現像液の吐出圧を抑え、より確実にウエハＷからの現像液の液跳ねを抑えることができる。また、前記現像液ノズル６５の下面３５を多孔質体により構成して、前記液跳ねを抑えてもよい。
48 and 49 are a vertical side view and a bottom view of the
さらに他の現像液ノズルの構成例について説明する。図５０、５１は、夫々現像液ノズル７１の縦断側面図、下面図である。図中７２は流路部材回転機構であり、現像液ノズル３１の回転機構３８と同様にアーム４１に設けられている。流路部材回転機構７２は鉛直下方に伸びる回転棒７３を、その中心軸周りに回転させる。図中７４は回転棒７３に設けられるフランジであり、フランジ７４の周方向には現像液の流路をなす孔７５が穿孔されている。フランジ７４の下方における回転棒７３の下部側面には、流路形成部材をなす螺旋状の突起７６が形成されている。即ち、回転棒７３はねじ状に構成されている。
Still another configuration example of the developer nozzle will be described. 50 and 51 are a vertical side view and a bottom view of the developer nozzle 71, respectively. In the figure,
前記突起７６に近接するように回転棒７３の側周を覆うスリーブ７７が設けられており、スリーブ７７の下方の開口部は現像液の吐出口７８を構成する。また、スリーブ７７の下端部は、現像液ノズル６１と同様に、その回転により広い範囲で現像液を撹拌できるように拡径されている。このスリーブ７７の下面を７９として示している。前記フランジ７４は、スリーブ７７の内側の溝８１に進入し、スリーブ７７を支持している。スリーブ７７にはベルト８２が巻き掛けられ、アーム４１に設けられた回転機構８３により駆動する。このベルト８２の駆動によって、スリーブ７７が鉛直軸周りに回転することができる。現像液供給管３９は、その下流端からスリーブ７７の上側の開口部に現像液を供給できるように、アーム４１に設けられている。
A
この現像液ノズル７１は、既述の各現像液ノズルと同様にウエハＷ表面に現像液の液溜まり３０を形成し、この液溜まり３０に旋回流を発生させることができる。スリーブ７７の下面７９がウエハＷに近接した状態で、スリーブ７７及び回転棒７３が、図５１で実線の矢印で示すように、下方から見て時計回りに回転する。そのようにスリーブ７７及び回転棒７３が回転しながら、スリーブ７７の上側に現像液が供給される。供給された現像液は、図中に点線の矢印で示すように、突起７６に沿って旋回しながら下方へ流れ、螺旋状の液流を形成する。吐出口７８の周方向に回転する回転棒７３の作用により、この液流は加速されて、当該吐出口７８からウエハＷに吐出され、スリーブ７７の下面７９に接する液溜まり３０を形成すると共に、当該液溜まり３０に旋回流が形成される。そして前記下面７９の回転により、この旋回流は加速され、下面７９の下方において現像液が大きく撹拌される。
The developer nozzle 71 can form a
上記の例では現像液の撹拌作用を高くするためにスリーブ７７を回転させているが、スリーブ７７の回転を行わないようにしてもよい。また、回転棒７３の回転も行わなくてもよい。つまり、回転棒７３の突起７６に現像液をガイドさせることによってのみ、液溜まり３０に旋回流を形成するようにしてもよい。
既述の各現像液ノズルの下面には、例えばヒーターを埋設することができる。現像液を撹拌する際に、当該ヒーターにより前記下面を昇温させ、現像液とレジストとの反応をさらに促進させることができる。
In the above example, the
For example, a heater can be embedded in the lower surface of each developer nozzle described above. When stirring the developer, the lower surface is heated by the heater to further promote the reaction between the developer and the resist.
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について第１の実施形態との差異点を中心に説明する。第６の実施形態では、第１の実施形態で説明した現像装置１が用いられる。以下、第６の実施形態の処理工程について図を参照して説明するが、各図の現像液ノズル３１については、図４８の現像液ノズル６５と同様に、その下面には多数の孔６６が形成され、シャワー状に現像液を供給できるように構成されているものとして示す。また、この第６の実施形態の図に示す現像液ノズル３１は、図４４、図４５で説明した例と同様に突起６３を備えている。ただし、この突起６３は図４５に示す例とは異なり、現像液ノズル３１の下面３５の中心部側から周縁部側へ向けて直線状に伸びるように構成されている。
(Sixth embodiment)
Next, the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the sixth embodiment, the developing device 1 described in the first embodiment is used. Hereinafter, the processing steps of the sixth embodiment will be described with reference to the drawings. With respect to the
第６の実施形態では、ウエハＷの表面のレジストは、例えばＫｒＦエキシマレーザーにより露光されている。図５２は、図１５と同様に現像液ノズル３１の回転数、ウエハＷの回転数、現像液が吐出される期間及び現像液ノズル３１が移動している期間を示すチャートである。
In the sixth embodiment, the resist on the surface of the wafer W is exposed by, for example, a KrF excimer laser. FIG. 52 is a chart showing the number of rotations of the
先ず、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの中心部に、ウエハＷの中心部上に移動した洗浄液ノズル４５が純水を供給し、当該中心部に局所的な液溜まり１０１を形成する（図５３、チャート中時刻ｆ１）。洗浄液の供給停止後、洗浄液ノズル４５がウエハＷの中心部上から退避する。然る後、現像液ノズル３１が第１の実施形態と同様にウエハＷの中心部に近接し、現像液が吐出される（時刻ｆ２）。この吐出された現像液が前記洗浄液により希釈されて、ウエハＷの表面と現像液ノズル３１の下面３５との間に満たされ、液溜まり３０を形成する（図５４）。
First, pure water is supplied to the central portion of the wafer W held by the
ウエハＷの回転が例えば３０ｒｐｍで続けられる一方、現像液ノズル３１が回転すると共に、当該ウエハＷの周縁部に向かって例えば３０ｍｍ／秒で移動する（時刻ｆ３）。第１の実施形態で説明したように現像液ノズル３１の移動により液溜まり３０が広げられながら、現像液ノズル３１が例えば１３０ｒｐｍで回転を続ける。ウエハＷの回転と現像液ノズル３１の回転とによって、現像液ノズル３１の下方にて現像液が撹拌される（図５４）。現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上に移動すると、当該移動が停止すると共にウエハＷの回転数が低下し（時刻ｆ４）、例えば１５ｒｐｍとなる。現像液の吐出及び現像液ノズル３１の回転が続けられ、ウエハＷの全面が現像液により被覆されると、現像液の供給が停止される（時刻ｆ５）。現像液の供給停止後もウエハＷ及び現像液ノズル３１の回転が続けられ、ウエハＷの周縁部で現像液の撹拌が進行する。然る後、現像液ノズル３１の回転及びウエハＷの回転が停止し（時刻ｆ６）、現像液ノズル３１がウエハＷ上から退避し、静止状態で現像が進む。現像終了後、第１の実施形態で説明したようにウエハＷへの洗浄液の供給、洗浄液の振り切りが順に行われる。
While the rotation of the wafer W is continued at, for example, 30 rpm, the
この第６の実施形態において、上記のようにウエハＷの中心部で現像液を希釈する理由を説明すると、ウエハＷの中心部ではウエハＷの周縁部に比べて、単位面積あたりに供給される現像液の供給量が多く、さらにウエハＷの中心部は周縁部に比べて、現像液に接触している時間が長い。従って、ウエハＷの中心部では、周縁部に比べて現像液とレジストとの反応が進行しやすい。そこで、この第６の実施形態では、ウエハＷの中心部に供給された現像液を希釈液である純水により希釈し、当該中心部の反応の進行を抑えている。従って、第６の実施形態では、第１の実施形態で得られる効果に加えて、より確実にウエハＷの面内でＣＤの均一性を高くする効果が得られる。さらに、この第６の実施形態では、現像液ノズル３１をウエハＷの周縁部上に移動させ、ウエハＷの表面全体で現像液の撹拌を行った後も、現像液ノズル３１をウエハＷの周縁部上に位置させて現像液の撹拌を継続して行っている。これによって、ウエハＷの周縁部では現像液とレジストとの反応が促進されるので、この点からもウエハＷの中心部と周縁部との間における上記の反応の偏りを抑えることができ、結果として、より確実にウエハＷの面内でＣＤの均一性を高くすることができる。
In the sixth embodiment, the reason for diluting the developer at the central portion of the wafer W as described above will be described. The central portion of the wafer W is supplied per unit area compared to the peripheral portion of the wafer W. The supply amount of the developer is large, and the time at which the central portion of the wafer W is in contact with the developer is longer than that of the peripheral portion. Accordingly, the reaction between the developer and the resist is more likely to proceed at the center of the wafer W than at the peripheral edge. Therefore, in the sixth embodiment, the developing solution supplied to the central portion of the wafer W is diluted with pure water as a diluent to suppress the progress of the reaction in the central portion. Therefore, in the sixth embodiment, in addition to the effect obtained in the first embodiment, the effect of increasing the uniformity of the CD in the plane of the wafer W more reliably can be obtained. Furthermore, in the sixth embodiment, the
上記の処理では現像液ノズル３１がウエハＷの周縁部上に位置した後、ウエハＷの回転速度を低下させて、現像液の撹拌度合を調整し、ウエハＷの周縁部におけるレジストと現像液との反応を調整して、当該周縁部におけるレジストパターンの線幅を調整している。ウエハＷの回転数の代わりに現像液ノズル３１の回転数を低下させて、撹拌度合を調整するようにしてもよい。
In the above processing, after the
この第６の実施形態も、各実施形態に組み合わせることができる。例えば、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂを使用する第２の実施形態においても、ウエハＷの中心に現像液を供給する前に洗浄液を供給しておき、ウエハＷの中心に供給される現像液を希釈してもよい。また、この第６の実施形態においても他の実施形態と同様に、現像液ノズル３１がウエハＷの径方向に沿った各位置に位置するときのウエハＷの回転数及び／または当該現像液ノズル３１の回転数は一定にしてもよいし、互いに異なるようにしてもよい。現像液ノズル３１からの現像液の供給量も、現像液ノズル３１の位置に応じて変更してもよいし、各位置で一定であってもよい。
This sixth embodiment can also be combined with each embodiment. For example, also in the second embodiment using the
ところで、図７、図８では現像液ノズル３１が回転すると、現像液ノズル３１と現像液との間に働く表面張力の作用により、当該現像液ノズル３１の下方で現像液が撹拌されると説明したが、現像液ノズル３１が回転せずにウエハＷが回転しても、現像液ノズル３１の下方の現像液は、当該ウエハＷの回転による力の作用と、前記現像液ノズル３１に対する表面張力の作用とを受けて撹拌される。従って、第６の実施形態において、現像液ノズル３１を回転させずに処理を行ってもよい。図５５は、その場合の処理を示すチャートを示している。この図６２に示すように、現像液ノズル３１の回転が行われないことを除いては、現像装置１において図５２で説明した動作と同様の動作が行われて、ウエハＷが現像処理される。例えばこの図５５のチャートの処理は、例えばＡｒＦエキシマレーザーでレジストが露光処理されたウエハＷに用いられる。レジストの現像液に対する感度に応じて、このように現像液ノズル３１の回転を行うか行わないかを選択してよい。他の各実施形態についても、各現像液ノズル３１、３１Ａ、３１Ｂの回転は行わず、ウエハＷの回転のみを行うことで現像液の撹拌を行うようにしてもよい。
7 and 8, when the
つまり、露光後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、基板の一部に現像液ノズルから現像液を供給して液溜まりを形成する工程と、前記液溜まりに現像液を供給しながら、基板の上方側から基板と直交する軸の周りに液溜まりが回転する作用を加えることにより、当該液溜まりに旋回流を発生させて液溜まりを基板の全面に広げる工程と、を含むように処理を行うことで、次のような効果を得ることができる。１つは、基板の外側に無駄な現像液が供給されることを抑え、現像液の使用量を抑えることであり、２つは、前記旋回流により基板上の現像液が撹拌されることで、この旋回流が形成される領域において現像液の濃度が不均一になることが抑えられるので、現像液と基板のレジストとの反応が低下することを防ぎ、スループットの低下を抑えることができる。３つは、現像液供給中に基板を回転させる必要が無いか、あるいは基板の回転数を高くする必要が無いので、現像液の液跳ねが発生することが抑えられることである。しかし、上記の旋回流を発生させる代わりに基板の回転を行うようにしてもよく、その場合現像液ノズルは、回転する基板の径方向に移動し、現像液に接触しながら移動する。現像液との接触部としては、上記の各実施形態の各現像液ノズルの下面が相当する。そのように構成することによっても、上記の現像液の使用量を抑える効果が得られる。また、現像液が撹拌されるので、スループットの低下を抑える効果も得られる。また、この手法においては、基板を高速で回転させる必要は無く、上記の現像液の液跳ねが抑えられるような回転数に設定することができる。なお、各現像液ノズルの下面は円形に構成されている。ただし、現像液ノズルの下面は円形に構成することには限られず、角形でもよい。また、現像液ノズルの下面はウエハＷ表面に対向するように構成される。ここで、ウエハＷ表面に対して対向するとは、ウエハＷ表面に対して平行であることに限られず、ウエハＷ表面に対して傾いていてもよい。また、現像液ノズルの下面は平面であることに限られず、曲面であってもよい。 That is, a step of holding the exposed substrate horizontally on the substrate holder, a step of supplying a developer from a developer nozzle to a part of the substrate to form a liquid reservoir, and a developer being supplied to the liquid reservoir. However, by adding an action of rotating the liquid pool from an upper side of the substrate around an axis orthogonal to the substrate, a swirling flow is generated in the liquid pool to expand the liquid pool over the entire surface of the substrate. By performing the process, the following effects can be obtained. One is to prevent the useless developer from being supplied to the outside of the substrate and the amount of the developer to be used, and the second is to stir the developer on the substrate by the swirling flow. In the region where the swirl flow is formed, it is possible to prevent the concentration of the developer from becoming non-uniform, so that the reaction between the developer and the resist on the substrate can be prevented from decreasing, and the decrease in throughput can be suppressed. Third, since it is not necessary to rotate the substrate during the supply of the developing solution or to increase the number of rotations of the substrate, it is possible to prevent the developer from splashing. However, instead of generating the swirling flow, the substrate may be rotated. In that case, the developer nozzle moves in the radial direction of the rotating substrate and moves while contacting the developer. The contact portion with the developer corresponds to the lower surface of each developer nozzle in each of the above embodiments. Such an arrangement also provides the effect of reducing the amount of developer used. Further, since the developer is stirred, an effect of suppressing a decrease in throughput can be obtained. In this method, it is not necessary to rotate the substrate at a high speed, and the number of rotations can be set so as to suppress the liquid splash of the developer. In addition, the lower surface of each developing solution nozzle is comprised circularly. However, the lower surface of the developer nozzle is not limited to being circular, and may be square. Further, the lower surface of the developer nozzle is configured to face the surface of the wafer W. Here, facing the wafer W surface is not limited to being parallel to the wafer W surface, and may be inclined with respect to the wafer W surface. Further, the lower surface of the developer nozzle is not limited to a flat surface, and may be a curved surface.
（第７の実施形態）
続いて第７の実施形態について説明する。この第７の実施形態では、第２の実施形態で説明した現像装置５を用いる。以下、第２の実施形態との差異点を中心に説明する。また、第２の実施形態で説明した図２３と同様に、現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転数、ウエハＷの回転数、現像液が吐出される期間及び現像液ノズル３１が移動している期間を示すチャートである図５６、及びウエハＷの側面を示した図５７も適宜参照する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment will be described. In the seventh embodiment, the developing
この第７の実施形態における処理の目的を説明しておく。レジストに現像液が接触するとレジストが溶解してパターンが形成されるが、この溶解に伴い生成物（以下、溶解生成物と記載する）が当該パターンの表面に生じる。この溶解生成物がパターン表面に残留していると、現像液とパターンの表面との反応が進行し難く、所望の線幅のパターンを得るために要する処理時間が長くなってしまう。そこで、この第７の実施形態では、溶解生成物をパターンの表面から除去し、現像液とパターンとの反応を促進し、処理時間の短縮化を図る。 The purpose of the processing in the seventh embodiment will be described. When the developing solution comes into contact with the resist, the resist is dissolved to form a pattern, and a product (hereinafter referred to as a dissolved product) is generated on the surface of the pattern along with the dissolution. If this dissolved product remains on the pattern surface, the reaction between the developer and the surface of the pattern is difficult to proceed, and the processing time required to obtain a pattern with a desired line width becomes long. Therefore, in the seventh embodiment, the dissolved product is removed from the surface of the pattern, the reaction between the developer and the pattern is promoted, and the processing time is shortened.
先ず、第１の現像液ノズル３１ＡがウエハＷの中心部上に配置されると共に、第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの中心部から偏心した位置に配置される。そして、ウエハＷが回転すると共に、第１の現像液ノズル３１Ａから現像液が供給される（チャート中時刻ｇ０）。第１の現像液ノズル３１Ａから現像液の供給が開始された後、第１の現像液ノズル３１Ａが回転を開始する（時刻ｇ１）。ただし、第２の現像液ノズル３１Ｂからは現像液の供給は行われない。さらに、現像液ノズル３１Ａ、３１ＢがウエハＷの径方向に沿って移動を開始する。各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂは同じ方向へ移動し、現像液ノズル３１ＡはウエハＷの周縁部上へ、現像液ノズル３１ＢはウエハＷの中心部上へと夫々向かう。
First, the
第１の現像液ノズル３１Ａの移動速度は比較的大きく、例えば第２の現像液ノズル３１Ｂの移動速度よりも大きい。そのように現像液ノズル３１Ａの移動速度が比較的大きいため、ウエハＷの表面の液溜まり３０は比較的薄く形成される。つまり第１の現像液ノズル３１Ａは、ウエハＷに現像液の薄膜を形成する。便宜上、この薄膜を３０Ａとして示すと、第１の現像液ノズル３１Ａの移動により、薄膜３０ＡがウエハＷ上に広げられる。このとき、第１の現像液ノズル３１Ａの下方では、レジストが現像液と接触することにより、既述の溶解生成物１０２が発生する（図５７）。そして、第１の現像液ノズル３１Ａの速度が比較的大きいため、第１の現像液ノズル３１Ａの下方に溜まった現像液は、第１の現像液ノズル３１Ａの下面３５に対する表面張力によって、当該現像液ノズルの移動方向に向けて比較的強い引力を受ける。その結果、当該現像液は溶解生成物１０２と共に、ウエハＷの周縁部側へ移動した第１の現像液ノズル３１Ａの下方へ向けて流れる。つまり、第１の現像液ノズル３１Ａが位置した場所の下方領域から溶解生成物１０２が除去されると共に、当該下方領域では現像液の液膜の薄層化が起きる。
The moving speed of the
そして、第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの中心部上に位置すると、第２の現像液ノズル３１Ｂから現像液が供給され、当該第２の現像液ノズル３１Ｂの下方に、既述の液溜まり３０が形成される（時刻ｇ２）。また、第２の現像液ノズル３１Ｂは回転を開始する。図５７では、薄膜３０Ａと区別するために、この第２の現像液ノズル３１Ｂにより形成される液溜まり３０を３０Ｂとして示し、斜線を付している。第１の現像液ノズル３１Ａが現像液を供給しながら移動を続けると共に、第２の現像液ノズル３１Ｂが、第１の現像液ノズル３１Ａが通過した経路をたどって現像液を供給しながらウエハＷの周縁部へ向けて移動する。つまり、溶解生成物１０２が除去されたウエハＷ表面に、第２の現像液ノズル３１Ｂにより現像液が供給され、現像液とレジストとの反応が速やかに進行する。
When the
第１の現像液ノズル３１ＡがウエハＷの周縁部上に位置すると、第１の現像液ノズル３１Ａからの現像液の供給及び第１の現像液ノズル３１Ａの回転が停止し（時刻ｇ３）、第１の現像液ノズル３１Ａは、ウエハＷの外方へ退避する。然る後、第２の現像液ノズル３１ＢがウエハＷの周縁部に位置すると第２の現像液ノズル３１Ｂの移動が停止し（時刻ｇ４）、ウエハＷの表面全体が液溜まり３０Ｂに被覆されると、第２の現像液ノズル３１Ｂからの現像液の供給が停止する（時刻ｇ５）。以降は第６の実施形態で説明したように、第２の現像液ノズル３１BがウエハＷの周縁部上に位置した状態で所定の時間、当該現像液ノズル３１Ｂの回転とウエハＷの回転とが続けられ、然る後ウエハＷから現像液が除去される。
When the
この第７の実施形態においては、第１の現像液ノズル３１Ａに第２の現像液ノズル３１Ｂが追従するように移動し、第１の現像液ノズル３１Ａが通過したウエハＷ上の領域を、第２の現像液ノズル３１Ｂが通過する。それによって、上記のように溶解生成物１０２が除去され、然る後、当該溶解生成物１０２が除去されたウエハＷ表面に現像液が供給されると共に、当該現像液が撹拌される。従って、現像液に対するレジストの反応が促進され、パターンの線幅を速やかに細くすることができる。つまり、スループットの向上を図ることができる。この第７の実施形態においても他の実施形態と同様、各現像液ノズル３１Ａ、３１Ｂの回転は行わなくてもよい。
In the seventh embodiment, the
続いて現像液ノズルのさらに他の構成例について、現像液ノズル３１との差異点を中心に説明する。図５８は現像液ノズル１１１の下面側を示す斜視図である。現像液ノズル１１１の下部側を実線で、上部側を鎖線で夫々示している。現像液ノズル１１１の下面３５には、吐出口３６に加えて、リング状の吐出口１１２、１１３が開口しており、吐出口１１２、１１３は、吐出口３６を中心とする同心円状、つまり下面３５の中心を中心とする同心円状に形成されている。現像液ノズル１１１の上部側に設けられる流路の下流側が分岐し、これら各吐出口３６、１１２、１１３に各々現像液が供給されるように構成される。また、現像液ノズル１１１の前記下面は疎水性に構成されていてもよいし、親水性に構成されていてもよい。他の現像液ノズルの下面も同様に親水性に構成されていてもよいし、疎水性に構成されていてもよい。
Next, still another configuration example of the developer nozzle will be described focusing on differences from the
図５９は現像液ノズル１１４における下面３５を示している。現像液ノズル１１４の下面３５には、現像液の撹拌作用を高めるために断面視三角形状の突起１１５が設けられ、突起１１５は下面３５の中心から周縁部に向かって平面視渦巻き状に形成されている。
FIG. 59 shows the
図６０は現像液ノズル１２１の下部側の縦断側面を示している。現像液ノズル１２１の下面３５には、スリット状の吐出口１２２、１２３が円形である下面３５の直径を挟んで互いに並行するように開口しており、吐出口１２２、１２３からは前記下面３５の直径に向かうように斜め下方に現像液が供給される。そして、供給された現像液は、図６０に矢印で示すようにウエハＷ表面を流れて前記下面３５の直径及びその付近で衝突し、下面３５の外方へと流れる。現像液ノズル１２１の上部側は、現像液ノズル１１１と同様に、各吐出口１２２、１２３に共用される流路が設けられ、この共用の流路の下流側が分岐して、吐出口１２２、１２３に接続されており、各吐出口１２２、１２３から現像液を各々供給することができる。
FIG. 60 shows a vertical side surface on the lower side of the
図６１は、現像液ノズル１２４の下部側の縦断側面を示している。この現像液ノズル１２４は、吐出口１２３が設けられないこと除いて、現像液ノズル１２１と同様に構成されている。吐出口１２３が設けられないことで、吐出口１２２から供給される現像液は図中矢印で示すように、ウエハＷ表面を、現像液ノズル１２１の下面３５の一端側から他端側へ向かって流れる。
FIG. 61 shows a vertical side surface on the lower side of the
図６２は、現像液ノズル１３１の斜視図を示し、当該現像液ノズル１３１の下面３５にはその直径に沿ってスリット状の吐出口１３２が設けられている。図６２において、前記吐出口１３２に現像液を供給する流路１３３を実線で示しており、流路１３３は、吐出口１３２の長さ方向の各部から均一に現像液が供給できるように現像液が拡散するための拡散空間１３４を備えている。
FIG. 62 shows a perspective view of the
図６３は、現像液ノズル１４１の下部側の縦断側面図である。現像液ノズル１４１の下部側には、円錐状の末広がりの流路１４２が形成されており、当該流路１４２の下端が現像液ノズル３１の下面に開口し、吐出口３６を形成している。図６３では点線の矢印で現像液の流れを示している。この矢印で示すように現像液は、流路１４２の内周面の上部側に斜め上方から供給される。現像液は、流路１４２の内周面を伝わって周方向に流れながら下方へ向かって供給される。これによって、図５０に示した現像液ノズル７１と同様に、現像液ノズル１４１の下面３５とウエハＷとの間に形成される液溜まり３０に旋回流を形成することができる。
FIG. 63 is a vertical side view of the lower side of the
図６４は、現像液ノズル１４５の下部側の縦断側面図である。この現像液ノズル１４５も、現像液ノズル１４１と同様に現像液の液溜まり３０に旋回流を形成することができる。現像液ノズル１４１の差異点としては、流路１４２の代わりに平面視円形の流路１４６が設けられること、及び流路１４６の内周面の上部側に水平方向に形成された流路１４７から現像液が供給されることである。流路１４６に供給された現像液は、流路１４６の内周面に沿って周方向に流れると共に下方に向かい、既述の旋回流を形成する。
FIG. 64 is a vertical side view of the lower side of the
現像液ノズル１４５では流路１４７が１つ設けられていたが、流路１４７は複数設けられていてもよい。各流路１４７から流路１４６に同時に現像液が供給されて、流路１４６を周方向に流れる。それによって、より確実に旋回流を形成することができる。
In the
図６５は、現像液ノズル１５１の下面側斜視図である。現像液ノズル１５１の下面３５にはリング状の突起１５２が設けられており、突起１５２の内側に互いに複数設けられた吐出口１５３、１５４、１５５が開口している。吐出口１５３〜１５５は、夫々平面で見て互いに異なる方向に現像液を吐出する。側面から見ると吐出口１５３〜１５５は、斜め下方に現像液を吐出する。吐出された現像液は、突起１５２に衝突してその方向を変え、突起１５２の周方向に流れる。それによって現像液の液溜まり３０に旋回流を形成することができる。
FIG. 65 is a bottom perspective view of the
図６６は、現像液ノズル１６１の斜視図である。現像液ノズル１６１の下面３５には、現像液の撹拌を促進するために、当該下面３５の一端から他端に向かって伸びるように複数の凹部１６２が設けられている。そして、これらの凹部１６２は、当該凹部の伸長方向とは直交するように横方向に配列されている。側面から見て凹部１６２は概ね半円状に形成されている。
FIG. 66 is a perspective view of the
（評価試験）
第１の実施形態に沿ってウエハＷ全面に液溜まり３０の形成を行うにあたって、液千切れが発生しないように液溜まり３０を形成することができる現像液ノズル３１の移動速度、ウエハＷの回転数、現像液ノズル３１の下面３５の直径ｄ１との関係を調べた。液千切れが発生しないとは、ウエハＷに盛られた液溜まり３０同士がウエハＷ表面を広がって合流して液膜を形成しないようにすることであり、さらに言い換えれば現像液ノズル３１の下面３５がウエハＷの全面を通過することである。図６７は、この結果を示すグラフである。グラフの横軸は前記ウエハＷの回転数（単位、ｒｐｍ）を示し、グラフの縦軸は前記現像液ノズル３１の移動速度（単位、ｍｍ／秒）を示している。縦軸及び横軸に囲まれるグラフ中の領域Ａを領域Ｒ１〜Ｒ１１に区分して示している。
(Evaluation test)
When forming the
グラフの右側に示すように、各領域Ｒ１〜Ｒ１１は、前記下面３５の直径ｄ１（単位、ｍｍ）の範囲に対応している。前記ノズルの下面の直径ｄ１を、一つの領域Ｒに対応する直径としたとき、グラフ中に示す、この領域Ｒに対応するウエハＷの回転数及び現像液ノズルの移動速度に設定することで、前記液千切れが発生しないように液溜まり３０を形成することができる。
As shown on the right side of the graph, each of the regions R1 to R11 corresponds to a range of the diameter d1 (unit, mm) of the
また、前記ノズルの移動速度及びウエハＷの回転数を夫々所定の値に設定したときに、前記液千切れを起こさないようにして液溜まり３０を形成することが可能な前記直径ｄ１の最小値（最低ノズル径とする）を算出した。図６８、６９、７０は、夫々ノズルの移動速度を１０ｍｍ／秒、３０ｍｍ／秒、５０ｍｍ／秒としたときの前記最低ノズル径を実線の円で示し、現像液ノズル３１の下面３５の中心のウエハＷ上における軌跡を点線で示している。各図中、５段にウエハＷを示しているが、上段のウエハＷから下側に向けて回転数を、１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍに設定した状態を示している。図６８〜７０のウエハＷの直径は３００ｍｍである。
Further, when the nozzle moving speed and the rotation speed of the wafer W are set to predetermined values, respectively, the minimum value of the diameter d1 at which the
以下に算出した最低ノズル径を示す。現像液ノズル３１の移動速度が１０ｍｍ／秒で、ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるとき、最低ノズル径は夫々、６０ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１２ｍｍである。現像液ノズル３１の移動速度が３０ｍｍ／秒で、ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるとき、最低ノズル径は夫々、１８０ｍｍ、９０ｍｍ、６０ｍｍ、４５ｍｍ、３６ｍｍである。現像液ノズル３１の移動速度が５０ｍｍ／秒で、ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるとき、最低ノズル径は夫々、３００ｍｍ、１５０ｍｍ、１００ｍｍ、７５ｍｍ、６０ｍｍである。
The minimum nozzle diameter calculated below is shown. When the moving speed of the
なお、図示は省略しているが、ノズル移動速度が２０ｍｍ／秒、４０ｍｍ／秒であるときの最低ノズル径も算出している。ノズルの移動速度が２０ｍｍ／秒で、ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるとき、最低ノズル径は夫々、１２０ｍｍ、６０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍである。ノズルの移動速度が４０ｍｍ／秒で、ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるとき、最低ノズル径は夫々、２４０ｍｍ、１２０ｍｍ、８０ｍｍ、６０ｍｍ、４８ｍｍである。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the minimum nozzle diameter when a nozzle moving speed is 20 mm / sec and 40 mm / sec is also calculated. When the moving speed of the nozzle is 20 mm / second and the rotation speed of the wafer W is 10 rpm, 20 rpm, 30 rpm, 40 rpm, and 50 rpm, the minimum nozzle diameter is 120 mm, 60 mm, 40 mm, 30 mm, and 20 mm, respectively. When the moving speed of the nozzle is 40 mm / second and the rotation speed of the wafer W is 10 rpm, 20 rpm, 30 rpm, 40 rpm, and 50 rpm, the minimum nozzle diameter is 240 mm, 120 mm, 80 mm, 60 mm, and 48 mm, respectively.
図６７のグラフの説明に戻る。このグラフに示すように、ウエハＷの回転数、現像液ノズル３１の移動速度、及び現像液ノズル３１の下面の直径を適切に設定することで、液千切れを発生させずに液溜まり３０を形成することができる。ただし、第１の実施形態で説明したように、ウエハＷの回転数は例えば５０ｒｐｍ以下とすることが好ましい。
Returning to the description of the graph of FIG. As shown in this graph, by appropriately setting the number of rotations of the wafer W, the moving speed of the
（評価試験２）
評価用の装置を用いて、液溜まりが回転する作用を加えることで液の撹拌が行えることを調べる試験を行った。前記評価用の装置は、円形の下板と円形の上板とを備え、下板と上板とは互いに対向し、上板はその中心軸まわりに回転する。上板と下板との間の隙間に液体を供給して液溜まりを形成し、上板を回転させたときに、液溜まりの上側、下側とで液の流動が起きているか否かを調べた。この装置において上板と下板との隙間は変更自在であり、当該隙間の液厚を調整することができる。前記液厚及び上板の回転数を変化させて、複数回試験を行った。前記下板の上面の前記液体に対する接触角は７７.３°、前記上板の底面の前記液体に対する接触角は９１.３°である。
(Evaluation test 2)
Using an evaluation apparatus, a test was conducted to examine whether the liquid can be stirred by adding an action of rotating the liquid pool. The evaluation apparatus includes a circular lower plate and a circular upper plate. The lower plate and the upper plate face each other, and the upper plate rotates around its central axis. Liquid is supplied to the gap between the upper plate and the lower plate to form a liquid pool, and when the upper plate is rotated, whether the liquid is flowing between the upper side and the lower side of the liquid pool is determined. Examined. In this apparatus, the gap between the upper plate and the lower plate can be changed, and the liquid thickness of the gap can be adjusted. The test was performed a plurality of times while changing the liquid thickness and the number of rotations of the upper plate. The contact angle of the upper surface of the lower plate with respect to the liquid is 77.3 °, and the contact angle of the bottom surface of the upper plate with respect to the liquid is 91.3 °.
下記の表１は、この評価試験２の結果を示している。前記下板と上板との間の前記液溜まりにおける上面及び底面について、液の流れ具合を○、△、×の３段階で示している。この表１から液厚が１．０ｍｍ以下であると、前記液溜まりの上面及び底面において、いずれも液流れが発生している。つまり、液の撹拌が起きている。そのように液厚を１．０ｍｍ以下にしたとき、特に上板の回転数が６０ｒｐｍ以上にすると、液溜まりの上面及び底面において、いずれも液流れが大きく発生している。この評価試験２の結果より、ウエハＷと上記の現像液ノズル３１の下面との高さを適切に設定することで、既述のように旋回流を形成して、現像液を撹拌可能であることが推定される。
Table 1 below shows the results of this
１ 現像装置
１１ スピンチャック
３０ 液溜まり
３１ 現像液ノズル
３５ 下面
３６ 吐出口
３８ 回転機構
４２ 移動機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記基板の表面の中心部に近接するように当該基板に対向する円形の第１の対向面の配置と、前記基板の表面の周縁部に近接するように当該基板に対向する円形の第２の対向面の配置と、を各々行う工程と、
前記第１の対向面に開口する第１の吐出口から近接する前記基板の中心部への現像液の吐出と、前記第２の対向面に開口する第２の吐出口から近接する前記基板の周縁部への現像液の吐出と、を各々行う工程と、
前記現像液を吐出する第１の対向面を回転する前記基板に近接した状態で当該基板の周縁部に向けて移動させると共に、前記現像液を吐出する第２の対向面を当該回転する基板に近接した状態で当該基板の中心部に向けて移動させ、第１の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面と、第２の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面とを接合させて、基板の表面全体を現像液で被覆する被覆工程と、
前記基板の表面全体が現像液で被覆された後に、前記基板の回転及び当該基板への現像液の吐出を停止する工程と、
を含むことを特徴とする現像方法。 Holding the exposed substrate horizontally on the substrate holder;
Arrangement of a circular first facing surface facing the substrate so as to be close to the center of the surface of the substrate, and circular second facing the substrate so as to be close to the peripheral edge of the surface of the substrate Each of the steps of arranging the opposing surface;
The developer is discharged to the central portion of the substrate adjacent to the first discharge port opening in the first facing surface, and the substrate adjacent to the second discharge port opening in the second facing surface. A step of performing each of discharge of the developer to the peripheral portion,
The first facing surface that discharges the developing solution is moved toward the peripheral edge of the substrate in a state of being close to the rotating substrate, and the second facing surface that discharges the developing solution is moved to the rotating substrate. The substrate is moved toward the center of the substrate in the close proximity, and is formed by the interface between the liquid film formed by the developer discharged from the first facing surface and the developer discharged from the second facing surface. A coating step of bonding the entire surface of the substrate with a developer,
Stopping the rotation of the substrate and the discharge of the developer onto the substrate after the entire surface of the substrate is coated with the developer;
A developing method comprising the steps of:
前記第２の対向面の回転数を当該第２の対向面が前記基板の中心部に近づくにつれて上昇させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項３記載の現像方法。 The stirring step is a step of increasing the rotation speed of the first facing surface as the first facing surface approaches the peripheral edge of the substrate;
Increasing the rotational speed of the second facing surface as the second facing surface approaches the center of the substrate ;
The developing method according to claim 3, comprising:
前記基板保持部に保持された基板を回転させる基板用の回転機構と、
前記基板の表面に対向し、現像液を吐出する第１の吐出口が開口した円形の第１の対向面と、
前記基板の表面に対向し、現像液を吐出する第２の吐出口が開口した円形の第２の対向面と、
前記第１の対向面と、第２の対向面とを各々横方向に移動させる移動機構と、
前記基板保持部に保持された前記基板の表面の中心部に近接するように前記第１の対向面の配置と、前記基板の表面の周縁部に近接するように前記第２の対向面の配置と、を各々行うステップと、前記第１の吐出口から近接する前記基板の中心部への現像液の吐出と、前記第２の対向面に開口する第２の吐出口から近接する前記基板の周縁部への現像液の吐出と、を各々行うステップと、前記現像液を吐出する第１の対向面を回転する前記基板に近接した状態で当該基板の周縁部に向けて移動させると共に、前記現像液を吐出する第２の対向面を当該回転する基板に近接した状態で当該基板の中心部に向けて移動させ、第１の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面と、第２の対向面から吐出された現像液により形成される液膜の界面とを接合させて、基板の表面全体を現像液で被覆する被覆ステップと、前記基板の表面全体が現像液で被覆された後に、前記基板の回転及び当該基板への現像液の吐出を停止するステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
を含むことを特徴とする現像装置。 A substrate holder for horizontally holding the substrate after exposure;
A substrate rotation mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding unit;
A circular first opposing surface facing the surface of the substrate and having a first discharge port for discharging a developer;
A circular second opposing surface facing the surface of the substrate and having a second discharge port for discharging a developer;
A moving mechanism for moving each of the first facing surface and the second facing surface in a lateral direction;
Arrangement of the first facing surface so as to be close to a center portion of the surface of the substrate held by the substrate holding portion, and placement of the second facing surface so as to be close to a peripheral edge portion of the surface of the substrate Each of the steps, discharging the developer to the center of the substrate adjacent to the first discharge port, and the substrate adjacent to the second discharge port opening in the second facing surface Each of the step of discharging the developer to the peripheral edge, and moving the first facing surface for discharging the developer toward the peripheral edge of the substrate in a state of being close to the rotating substrate, The interface of the liquid film formed by the developer discharged from the first counter surface by moving the second counter surface for discharging the developer toward the center of the substrate in a state of being close to the rotating substrate. And the developer discharged from the second facing surface A coating step in which the entire surface of the substrate is coated with the developer by bonding the interface of the film, and the rotation of the substrate and the discharge of the developer onto the substrate after the entire surface of the substrate is coated with the developer. A control unit that outputs a control signal so as to be performed, and
A developing device comprising:
前記被覆ステップは、前記第１の対向面及び前記第２の対向面を各々縦軸回りに回転させて前記基板の表面に供給された現像液を撹拌させる撹拌ステップを含むように、前記制御部は前記制御信号を出力することを請求項８または９記載の現像装置。 A rotation mechanism for the opposing surface that rotates each of the first opposing surface and the second opposing surface about a vertical axis;
The control unit includes the agitation step of agitating the developer supplied to the surface of the substrate by rotating the first opposed surface and the second opposed surface about a vertical axis, respectively. a developing device according to claim 8 or 9, wherein the outputting the control signal.
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